Helsingin yliopisto on rekrytoinut Charles Brennerin Sustainable Wellbeing Across Lifespan -hankkeeseen (SWAN) Suomen Akatemian myöntämällä profiloitumisrahoituksella.
Brenner on vuosikymmenten ajan tutkinut ympäristötekijöiden ja perimän aiheuttamien aineenvaihdunnallisten häiriöiden vaikutusta terveyteen ja sairauksiin kuvaamalla entsyymien ominaisuuksia ja löytämällä aiemmin tuntemattomia aineenvaihduntareittejä. Hänet tunnetaan erityisesti uraauurtavasta tutkimuksesta, joka koskee aineenvaihdunnan keskeistä katalyyttiä, nikotiinihappoamidiadeniinidinukleotidi-koentsyymiä (NAD). Brennerin mukana yliopistoon saapuu myös harvinaiseen sitrulliinipuutokseen kohdistuvaa tutkimusta.
Brenner teki ensimmäisen kerran yhteistyötä Helsingin yliopiston akatemiaprofessori Anu Suomalainen Wartiovaaran johtamien mitokondriotutkijoiden kanssa jo 10 vuotta sitten, jolloin lihaksiin vaikuttavia mitokondriotauteja sairastavilla ihmisillä havaittiin matalaa veren NAD-pitoisuutta.
– Viime vuonna aloimme Anun kanssa keskustella muistakin yhteisistä kiinnostuksenkohteistamme. Hän kutsui minut NADMED-startup-yrityksensä johtavaksi tieteelliseksi neuvonantajaksi sekä yhdeksi SWAN-konferenssin pääpuhujista. Konferenssin yhteydessä hän sitten kertoi minulle mahdollisuudesta työskennellä Suomessa. On todella hienoa päästä tekemään tutkimusta Helsingin yliopistossa, Brenner sanoo.
– On ilo saada Charles mukaan SWAN:iin. Hän on johtava asiantuntija aineenvaihdunnan, yksilöllisen lääketieteen ja terveen ikääntymisen aloilla, jotka ovat yliopistomme tutkimuskärkiä. Hän tuo mukanaan laaja-alaista keksivän tutkimuksen ja kaupallistamisen osaamista, mikä tuottaa synergiaetuja usealle tiedekunnalle, Suomalainen Wartiovaara toteaa.
Ihanteellinen tutkimusympäristö
Brennerin ihanteellisessa tutkimusympäristössä on aikaa, henkilökuntaa, mahdollisuuksia ja resursseja erittäin luovaan työhön, ja kaikkea tätä on tarjolla Helsingin yliopistossa.
– Saamme varmasti koottua erittäin osaavan ja työhönsä paneutuvan ryhmän, jolla on käytössään ensiluokkaisia yhteisiä resursseja ja joka tekee tärkeää yhteistyötä maailmanluokan tutkijoiden kanssa etsiessään vastauksia kysymyksiin, joita kaikkia kukaan ei ole vielä tullut ajatelleeksikaan, Brenner sanoo.
– Ennen kaikkea pyrimme tunnistamaan tutkimusaiheita, joita ei laajemmin ole tullut ajatelleeksi alallamme. On innostavaa löytää kirjallisuudesta ongelmia, jotka voidaan ratkaista, joiden ratkaisemista ei pidetä mahdollisena tai joita kukaan ei ole kunnolla edes tarkastellut. Tuore esimerkki on eräs transkriptiotekijä, jonka aktivoijiksi on ehdotettu ainakin kolmea tai neljää yhdistettä. Aiheeseen liittyvä tutkimusdata ei kuitenkaan vakuuttanut meitä. Onnistuimme kuvaamaan rasvan kertymisen maksaan, tähän asti tuntemattoman hormonisäätelyn mekanismin ja sitrulliinipuutoksen molekyylitason mekanismit ehdottamalla täysin uutta aktivoijaa ja säätelymekanismia.
Miksi sitrulliinipuutos?
Brennerin mukaan on kiistatonta, kuinka tehokkaasti harvinaissairaudet voivat auttaa tutkijoita selvittämään yleisesti terveydelle olennaisia mekanismeja.
– Sitrulliinipuutos johtuu yhden geenin mutaatiosta, joka tuottaa useita kiehtovia muutoksia. Niistä kaksi mielenkiintoisinta ovat potilaiden hoikkuus ja samanaikainen rasvan kertyminen maksaan, sekä se, etteivät he pidä makeasta. Tutkimusryhmäni pääasiallinen tutkimusaihe sai alkunsa ensimmäisestä keskustelustani Citrin Foundation -säätiön perustajien kanssa. Tutkimuksemme selvitti, miten sairaus johtaa tietyn aineenvaihduntatuotteen kertymiseen, miten tämä metaboliitti käynnistää tietyn transkriptiotekijän ja miten tämä tekijä johtaa sekä rasvamaksaan että makeaan kohdistuvaan vastenmielisyyteen.
Jatkotutkimuksen aiheita on edelleen riittämiin. Monen muun tutkijan tavoin Brenner piirtää sarjakuvamaisia kaavioita, jotka kuvaavat avoimiin tutkimuskysymyksiin liittyviä mahdollisia biokemiallisia ja solutason mekanismeja. Tutkijatohtoriehdokkaita haastatellessaan hän usein kysyy, onko kaikki mahdollinen jo todistettu. Harvoin on.
– Ensimmäinen kuva
Innovointi veressä
Brennerin tutkimustuloksia on kaupallistettu moneen otteeseen.
- Valmistuttuaan Wesleyanin yliopistosta ja ennen jatko-opintoja Stanfordissa hän työskenteli viisi uransa kannalta merkityksellistä vuotta biotekniikan alan Chiron Corporation -yrityksessä ja lääkeyritystaustaisessa DNAX-tutkimuslaitoksessa. Tuo ajanjakso opetti hänet arvostamaan ryhmätyönä tehtävää tutkimusta ja käytännön sovellutuksiin tähtäävää keksivää tutkimusta.
- Jatko-opiskelijana Brenner eristi Kex2-proteaasin ja kehitti furiinin estäjiä, minkä perusteella kehitettiin PCSK-proteaasiryhmän entsyymien pienmolekyyliestäjiä virologisten ja muiden sairauksien hoitamiseen.
- Thomas Jefferson -yliopistossa hän kehitti fluorogeenisiä entsyymisubstraatteja, joita Molecular Probes -yritys (nykyään osa Thermo Fisher -yritystä) kehitti edelleen.
- Dartmouthissa Brenner selvitti nikotiiniamidiribosidin vitamiiniaktiivisuuden, joka loi pohjan NAD-entsyymin tehostamiseen perustuvalle liiketoiminnalle. Hän toimii tätä keksintöä kehittävän Niagen Bioscience -yrityksen johtavana tieteellisen neuvonantajana. Lisäksi hän toimii Helsingissä toimivan NADMED:n ja muiden yritysten neuvonantajana.
- Iowan yliopistossa Brenner teki yhteistyötä Yalen yliopiston tutkija Ranjit Bindran kanssa ja havaitsi, että tietyt syöpägenotyypit ovat yliherkkiä NAD-synteesin estämiselle. Kaksikko perusti Alphina Therapeutics -yrityksen, joka kehitti ensimmäisen pääomarahoituskierroksen turvin uusia vasta-aineistettuja solunsalpaajia, jotka ovat parhaillaan etenemässä ensimmäisiin kliinisiin tutkimuksiin.
- Brenner kehitti City of Hope -tutkimuskeskuksessa uuden suun kautta otettavan lääkkeen, jonka kehittämistä hän jatkaa Helsingissä tavoitteenaan hillitä mieltymystä makeaan ja alkoholiin sekä mahdollisesti hoitamaan rasvamaksasairautta.
Keskiössä akateeminen vapaus ja avoin tiede
Brennerille akateeminen vapaus on ensiarvoisen tärkeää.
– George Orwell kirjoitti kaukonäköisesti puhdasoppisuuden vaaroista ja inhimillisestä velvollisuudestamme tunnustaa objektiivinen todellisuus vastavoimaksi sen kieltämistä tavoittelevalle ideologiselle paineelle. Vastustan jyrkästi pyrkimyksiä boikotoida tai vaientaa niitä, jotka lausuvat mielipiteensä. Maailma on terveempi, kun olemme vuorovaikutuksessa sellaisten ajatusten ja ihmisten kanssa, joiden kanssa olemme taipuvaisia olemaan eri mieltä. Ymmärrys saavutetaan ainoastaan vuoropuhelun kautta, Brenner toteaa.
Brenner on myös avoimen tieteen sekä vapaasti saatavilla olevan datan ja lyhentämättömän tekstin vankkumaton puolestapuhuja. Hän suhtautuu kriittisesti tutkimuskirjallisuuteen, jota on hänen mielestään tärkeää haastaa ja korjata, etenkin suurten kielimallien aikakaudella, sillä ne on koulutettu kaikella mahdollisella kirjoitetulla materiaalilla, myös puolueellisella ja virheellisellä.
Luvassa uusia kursseja
– On todella mukavaa opettaa aineenvaihduntaa perus- ja jatko-opiskelijoille, kun keskitytään siihen kuinka tiedämme sen mitä tiedämme, ja yhdistämään tietoa eri aloilta. Aiemmin hiilihydraattiaineenvaihdunnan perusteita on opetettu erillään geenien ilmentymisen säätelystä. Olisi hienoa päästä suunnittelemaan uusia kursseja tästä aihepiiristä ja tarjota niitä Helsingin yliopiston opiskelijoille, Brenner sanoo.
Suomen Akatemian profiloitumisrahoitus tukee ja nopeuttaa suomalaisten yliopistojen tutkimuksen laadun parantamista. Viimeisin rahoituskierros on keskittynyt ulkomaisten tutkijoiden rekrytointiin. Katso myös Suomen Akatemian 2.6. tiedote:
- Syntyi 1961 lähellä Bostonia Massachusettisssa ja varttui Uuden-Englannin alueella
- Opiskeli Wesleyanin yliopistossa pääaineenaan biologia. Osallistui draama- ja väittelykursseille, opiskeli aatehistoriaa ja tutki banaanikärpäsen perimää. Valmistui vuonna 1983.
- Työskenteli viisi vuotta kahdessa biotekniikka-alan toimijan (Chiron Corporation ja DNAX-tutkimuslaitos) palveluksessa ja sai ensiluokkaista oppia hiivan molekyylibiologiassa ja genetiikassa
- 1988–1993 väitöskirjatutkijana Stanfordin yliopistossa, jossa hän laati ensimmäisen biokemiallisen ja geneettisen kuvauksen Kex2-proteaasista, joka on esihormoneja käsittelevien PCSK-entsyymiryhmän perusta
- Palasi vuonna 1993 Bostoniin tutkijatohtoriksi Brandeisin yliopistoon, tutkimusaiheenaan röntgenkristallografia
- Perusti vuonna 1996 oman tutkimusryhmän Thomas Jefferson -yliopistoon Philadelphiassa tavoitteenaan selvittää tiettyjen nukleotideja sitovien proteiinien toimintaa kaikilla saatavilla olevilla työkaluilla, mukaan lukien hiivojen genetiikkaa, entsymologia ja rakennebiologia.
- Siirtyi vuonna 2003 Dartmouthin yliopistoon New Hampshireen, jossa tutkimusryhmä ryhtyi selvittämään nikotiinihappoamidiadeniinidinukleotidin (NAD) biosynteesiin liittyviä ratkaisemattomia ongelmia. NAD on aineenvaihdunnan tärkein katalyytti.
- Vuonna 2009 Roy J. Carver -professorina ja biokemian oppiaineen johtajana Iowan yliopistossa. Kehitti NAD-järjestelmään sovellettavaa määrällistä kohdennettua metabolomiikkaa, teki korjautuvaan DNA-metylaatioon liittyviä tutkimuslöytöjä, laajensi NAD-tutkimustaan translationaalisiin suuntiin, palkkasi ja mentoroi opetushenkilökuntaa, perusti Iowan yliopiston liikalihavuushankkeen ja kehitti opintosuosituksia yhdysvaltalaisiin lääketieteellisiin oppilaitoksiin hakeutuville luonnontieteisiin suuntautuville perustutkinto-opiskelijoille
- Nimitettiin vuonna 2020 johtamaan (Alfred E. Mann Family Foundation Chair) Los Angelesissa sijaitsevan City of Hope -tutkimuskeskuksen osastoa, joka tutkii diabetesta ja syövän aineenvaihduntaa. Teki ensiluokkaisia rekrytointeja ja käynnisti uuden sitrulliinipuutoshankkeen, joka on edelleen hänen tutkimuksensa painopiste. Brenner tuo mukanaan myös nikotiinin toksikologiaa käsittelevän hankkeen, jolle Sigrid Juséliuksen säätiö on vastikään myöntänyt rahoitusta.